Adieu Lampe, adieu Staubprobleme!! |
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Mit dem SP-F10M beweist Samsung was viele anderer Hersteller als derzeit unmöglich abtun - |
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Denn die Vorteile sind zahlreich: LEDs verfügen über eine wesentlich höhere Lebensdauer (bis. 50,000 Stunden) und müssen daher während der gesamten Nutzungszeit eines Projektors nicht gewechselt werden. Der Unsicherheitsfaktor der „plötzlich platzenden“ Lampe und die damit verbundenen Mehrkosten von mehreren Hundert Euro fallen mit LEDs komplett weg. Zudem sind sie in ihrer Leuchtkraft wesentlich langzeitstabiler, so dass die Werksangaben in Sachen Lichtleistung auch tatsächlich über viele tausend Stunden hinweg eingehalten werden und der Beamer nicht bereits nach wenigen hundert Stunden „dimmt“, wie es bei herkömmlichen UHP-Lampen der Fall ist. Weitere Vorteile umfassen eine leichtere Kühlung, kompaktere Abmessungen, schnellere Reaktionszeiten, usw. usw.. Bei Lichtleistungen bis zu 1000 Lumen gibt es also keinen erkennbaren Grund, der gegen den Einsatz von LEDs in Beamern sprechen würde. Diesen Standpunkt vertreten wir schon seit Monaten gegenüber diversen Herstellern und auf die Frage nach LED-Plänen haben wir zu unserem Erstaunen stets ausweichende Reaktionen erhalten. Gerade bei der Kombination aus LED und LCD, wo die „Heirat“ besonders sinnvoll erscheint, weil hier jeder Farbkanal und jedes der drei LCDs seine eigene Lichtquelle erhalten würde, begegneten wir immer wieder abstrakten Ausflüchten wie „technisch nicht machbar“, „zu hoher Lichtverlust“ etc. etc.. Diese haben wir nie nachvollziehen können, denn unsere eigenen Tests haben ergeben, dass das Licht der lumenstarken Phlat-Light LEDs, nicht vorpolarisiert ist und so beliebig von den LCDs moduliert werden kann. Eine genaue Erklärung bzgl. technischer Probleme mit LEDs blieb man uns stets schuldig, vielleicht, weil es gar keinen realen technischen Hinderungsgrund gibt? Schnell kommt da der Verdacht auf, dass LEDs vielleicht eher aus „politischen“ Gründen nicht eingesetzt werden? Vielleicht, weil es derzeit nur wenige Hersteller lumenstarker LEDs gibt und man diese teurer zukaufen muss, als UHP-Lampen, die oft sogar von den Beamerfirmen selbst produziert werden? Vielleicht auch, weil LEDs den Projektoren eine zu lange Lebensdauer ohne jedwede Zusatzkosten verleihen? Vielleicht aber auch nur, weil die Entwicklungs- und Vorlaufzeit eines neuen Chassis mehrer Jahre dauert und entsprechende LEDs noch zu jung sind, um in den letzten Generationen Berücksichtigung zu finden. Vielleicht aber auch, weil man sich schon längst auf andere Varianten (z.B. Laser) festgelegt hat und diese zuerst zur Marktreife bringen will? Die Auswahl an „Verschwörungstheorien“ ist vielseitig und es ist müßig, darüber zu spekulieren, warum viele Hersteller die LED-Technologie so stiefmütterlich behandeln. Doch es gibt auch Ausnahmen: Einer der weltweit größten LED-Unterstützer ist Samsung. Der koreanische Elektronik-Riese ist bekannt für seine Implementierung von LEDs in Millionen von Fernsehern und Displays. Und Samsung baut seit vielen Jahren auch Kino und Business-Projektoren. Da ist es nicht überraschend, dass Samsung auch einen der weltersten 3 LED – Beamer auf den Markt bringt. Vor zwei Wochen war es soweit mit dem Modell SP-F10M.
Die technischen Merkmale bilden die LED-Vorteile wie erwartet deutlich ab: Samsung bewirbt eine Lebensdauer von 30,000 bis 50,000 Stunden, die für einen Zeitraum von 3 Jahren auch garantiert wird. Um einen Ausfall der Lichtquelle muss man sich demnach keine Sorgen machen. Überraschend ist die Lichtleistung: Der Hersteller gibt 1000 Lumen an, sollten diese auch in der Realität erreicht werden, dann setzt dies für LED-Projektoren Maßstäbe und man muss sich vor diversen UHP-Lampen Konkurrenten nicht verstecken. Erstrecht nicht, wenn man die extrem kräftige Farbausbeute von LED-Beamern mit in Betracht zieht: Durch die Aufteilung des Lichtes in drei farbige (LED)Lichtquellen mit besonders reinen Spektraleigenschaften sorgt für eine besonders farbenkräftig strahlende Bilddarstellung, die insbesondere von vielen Präsentations-DLP-Projektoren in dieser Form nicht erreicht werden kann.
Doch auch ohne Kinooptimierung ist das Modell für unsere technischen Untersuchungen äußerst interessant: In diesem Special zeigen wir auf, wie der welterste FullSize 3LED/3LCD Beamer im Inneren aufgebaut ist. Mussten die Ingenieure zaubern, um diese Kombination möglich zu machen, oder ist der Aufbau überraschend einfach? Der Preis lässt vorab eher letzteres erwarten…
Bevor wir uns dem Samsung SP-F10M widmen, wollen wir noch einmal den technischen Aufbau eines 3 LCD Projektors ins Gedächtnis rufen. Wie der Name schon sagt, sind in einem Projektor drei separate LCDs verbaut, für jede Grundfarbe eines:
Bei der LED-Technologie fällt der Teil der Farbaufspaltung durch Spiegel weg denn anstelle einer einzelnen Lichtquelle mit Weißlicht (UHP-Lampe), werden drei LEDs eingesetzt mit jeweils einer der drei notwendigen Grundfarben (Rot, Grün und Blau). Mit anderen Worten: Jedes LCD erhält seine eigene (farbige) LED Beleuchtung, daher auch 3-LED.
Rufen wir uns vorab erst wieder die herkömmliche LCD-Technik ins Gedächtnis: LCDs und ihre zugehörigen Polarisationsfilter sind extrem Wärmeempfindlich, schon eine kurzeitige Überhitzung kann zu dauerhaften und teuren Schäden kommen. Eine leistungsfähige Kühlung ist daher unabdingbar, wird aber durch einen zweiten Umstand erschwert: Da die LCDs wie ein Dia durchleuchtet werden, haben sie keine Rücksei te und können nicht passiv durch einen Kühlkörper gekühlt werden. Da beide Seiten optisch frei bleiben müssen, bleibt nur die Kühlung durch einen (unsichtbaren) Luftstrom, der durch starke Lüfter erzeugt wird.
Dieser technische Umstand wird von Herstellern der Konkurrenztechniken, LCOS (SXRD / D-ILA) und DLP nicht selten angeprangert. Denn durch die reflektive Arbeitsweise von LCOS und DLP ist es möglich, den eigentlichen Lichtwegkomplett zu kapseln und die Bildchips von außen, einseitig zu kühlen. Bis jetzt hatten diese Techniken in der Tat in Sachen Staubschutz einen deutlichen Vorteil, bis zum Samsung SP-F10M. Denn bei ihm hat man den Lichtweg ebenfalls komplett gekapselt und damit Filter- und Wartungsfrei gestaltet. Und damit sind wir wieder bei unser „Beamer-Sektion“.
Doch eine Frage ist noch zu klären: Wie wird bei so einem kurzen Kreislauf und der direkten Wiedereinspeisung der Luft die notwendige Kühlleistung erreicht? Schließlich wird sich die Luft mit jeder Umwälzung immer mehr erhitzen… Hier kommt nun der Deckel und die Lüfterkammer ins Spiel: Beide sind aus wärmeleitendem Aluminium gefertigt, und weisen auf der Außenseite zudem Kühlrippen auf:
Durch diese Wärmekette ist es den Ingenieuren gelungen einen komplett gekapselten und somit staubsicheren Kühlkreislauf der LCDs zu gewährleisten. Das System ist einfach, wie genial. Betrachtet man zudem die relativ hohe Lichtleistung des Projektors (1000 Lumen) wird schnell deutlich, dass so ein gekapselter Kühlweg auch in einem Kinoprojektor problemlos übernommen werden könnte, zumal die Kino-Chassis meist größer ausfallen und so noch mehr Platz für eine passive Kühlung des Alukanals von außen erlauben würden. Wir können daher nur hoffen, dass andere Ingenieure dieses System aufgreifen und den ersten 100%ig staubsicheren LCD- Kinobeamer der Welt bauen werden.
Wir bleiben bei der Kühlung: Neben den LCDs müssen auch die LEDs leistungsstark gekühlt werden, denn: Die wenigsten wissen, dass leistungsstarke LEDs ebenfalls sehr empfindlich auf Überhitzung reagieren und einen großen Teil der Energie in Wärme statt Licht umsetzen, wenn sie dabei auch deutlich weniger Verlustsleitung aufweisen, als herkömmliche UHP-Lampen. Um eine Kühlung kommt man also auch bei ihnen nicht herum. Doch sie haben einen entscheidenden Vorteil: Während herkömmliche UHP-Lampen durch ihren Glaskolben-Aufbau ähnlich wie die LCDs nur mit einem starken Luftstrom gekühlt werden können, ist dies bei LCDs auch teilpassiv von der Rückseite her möglich, denn die LCDs sind auf einer Kupferplatte montiert und können daher wie ähnlich einem Computerprozessor einseitig ihre Wärme abführen.
Als Höhepunkt dieses Specials haben wir uns den Aufbau des Lichtweges aufgehoben: Wie kompliziert ist nun die Heirat zwischen LEDs und LCDs?? Die Antwort: Gar nicht kompliziert, sondern verblüffend einfach! Schauen wir uns zur Erläuterung noch einmal den Beginn eines herkömmlichen LCD-Lichtweges mit UHP-Lichtquelle an:
Von hier an gibt es schließlich schon keine Unterschiede mehr zu anderen LCDs-Projektoren, ein Glasprisma bündelt die drei Einzelbilder und die Optik projiziert schließlich das Farbbild auf die Leinwand.
Zu untersuchen verbleibt die Elektronik und Stromversorgung der LEDs. Diese arbeiten zwar mit einer sehr geringen Spannung von nur ca. 4V, dafür aber mit einer umso höheren Stromstärke. Bis zu 30 Ampere werden bei voller Helligkeit durch die Kupferkabel geleitet, um eine entsprechend hohe Leistung bei niedriger Spannung zu gewährleisten. Bei den ersten LED-Projektoren stellte die Stromsteuerung der LEDs die größte Hürde da. In Verbindung mit der DLP-Technologie müssen die LEDs sehr schnell an und abgeschaltet werden, um ein Farbrad zu ersetzen und den Regenbogeneffekt zu verhindern. Dies ermöglicht eine hoch getaktete Steuerplatine aus dem Hause Osram. Im Millisekundenbereich kann sie die LEDs an/abschalten, auch „pulsen“ genannt. Der Nachteil ist allerdings ein elektrisches Surren, das den Filmgenuss stören kann. Bei der 3LCD Variante hat es sich Samsung einfacher gemacht: Da hier alle drei Grundfarben zeitgleich leuchten dürfen (und nicht sequentiell wie bei einem DLP Projektor), muss man sie auch nicht zwangsweise pulsen. Mit drei einzelnen Schaltnetzteilen werden die drei LCDs des SP-F10M individuell mit dem notwendigen Strom versorgt.
Soweit unser technischer Überblick über den ersten „richtigen“ 3LED / 3LCD Beamer der Welt. Auch wenn es sich beim Samsung „nur“ um einen Präsentationsbeamer mit XGA-Auflösung handelt, so macht er doch eindrucksvoll deutlich, was derzeit an technischer Fusion aus LED und LCD marktreif möglich ist: In beeindruckend schlichter Weise kombiniert der Projektor die Vorteile beider Techniken: Die Aufstellungsflexibilität und Bildruhe eines LCD Beamers mit der Langlebigkeit, Farbstärke und Kompaktheit der LED-Beleuchtung, das Ganze mit einer beeindruckenden Lichtausbeute und alles zu einem Preis, der in Anbetracht der Neuentwicklung mehr als fair ausfällt.
Auch beim Staubschutz gibt das Gerät neue Impulse, die hoffentlich bei Kinoprojektoren zukünftiger Generationen Anklang finden. Durch gekapselte Kühlwege kann die LCD-Technologie endlich auf DLP und LCOS in Sachen Staubschutz aufschließen.
Noch nie war ein Projektor derart ökonomisch auf eine lange, wartungsfreie Lebensdauer bei gleichzeitig geringem Anschaffungspreis ausgelegt, wie diese neue 3LCD / 3LED Variante. Wir hoffen, es bleibt kein Einzelkind, sondern macht im Kinobereich Schule. Denn eine Option stellt sich den Ingenieuren ab sofort nicht mehr: Ausreden, denn der Gegenbeweis ist erbracht!
Nachdem wir uns so ausführlich mit der Technik beschäftigt haben, bleibt die entscheidende Frage zu klären, wie sich der SP-F10M nun bei der Bildqualität schlägt? Und wie vergleichen sich die Ergebnisse zu herkömmlichen UHP-Projektoren? Wir erinnern an dieser Stelle daran, dass es sich bei diesem Samsung Beamer nicht um ein Kinooptimiertes Gerät, sondern um einen Business-Projektor für Präsentationen und Konferenzen handelt, bei dem die Schwerpunkte naturgemäß anders gesetzt werden. Da es sich zudem hierbei nicht um einen vollständigen Test, sondern um ein Special zur verwendeten 3LED / 3LCD Technik handelt, werden wir nur die Bildaspekte, die im direkten Zusammenhang zu LEDs stehen, besprechen:
Farben Durch die Lektüre unserer Tests zu den weltersten Kino-LED-Projektoren von Sim2 und Vivitek wird einer der Hauptvorteile von LEDs gegenüber herkömmlichen Lampen deutlich: Durch die in drei Grundfarben separierten Lichtquellen (3 LED) und die jeweilige Optimierung der LEDs auf einen besonders schmalen Wellenbereich, wird eine besonders reine und kräftige Erzeugung der Grund- / und Mischfarben möglich. Deutlich wird diese Farbreinheit, wenn man mittels eine Spektroradiometers eine Spektralanalyse der Grundfarben und von Weiß durchführt, wie in den folgenden Diagrammen dokumentiert:
Die Grundfarben werden durch besonders reine Farbsprekten erzeugt
Doch es gibt auch Anwendungen, die abwärtskompatibel zu älteren Standards sein müssen. "sRGB" ist einer von ihnen und er setzt wesentlich blassere Grundfarben voraus (basierend auf veralteter Phosphor-Röhren-Technik), als moderne Standards. Grundsätzlich kann ein LED Projektor kleinere Farbräume simulieren, wie es die Modelle von Vivitek und Sim2 bereits bewiesen haben: Die Grundfarben werden einfach mit Hilfe der anderen zwei LED-Farben "blass gemischt". Um z.B. die Grundfarbe Rot blasser zu gestalten, mischt man Blau und Grün bei, bis die richtige Farbkoordinate von sRGB getroffen wird. So ein System macht aber eine gewissenhafte Programmierung des Farbraumes seitens des Herstellers notwendig. Erfahrene Projektorennutzer wissen, dass gerade das Thema Genauigkeit der Farbräume von den Herstellern am meisten vernachlässigt wird, weil hier Abweichungen am schwersten nachzuvollziehen sind. Der Samsung SP-F10M bietet ein entsprechendes sRGB Preset, das die Videonorm einhalten soll. Wir haben die tatsächliche Farbausgabe nachgemessen:
Die Ergebnisse zeigen, dass die LED-Technologie ein sehr goßes Potenzial in Sachen Farbdarstellung hat. Durch das reine Farbspektrum sind sie zu wesentlich kräftigeren Farben und damit zu einer realitätsnäheren Farbreproduktion in der Lage. Das macht sie in Sachen Farben zukunftsweisend, vermutlich neben der Lasertechnik. Doch leider bleibt dem Nutzer im Falle des Samsungs aufgrund mangelnder Softwareentwicklung derzeit die Kompatibilität zu nach wie vor üblichen Videostandards verwehrt. Er stellt sie sicherlich dar, doch wirkt das Bild stark übersättigt und wenig naturgetreu. Wir denken jedoch, dass zukünftige Generationen bessere Werkseinstellungen erhalten werden.
Sehr überraschend war bei Markteinführung die hohe Werksangabe in Sachen Lichtleistung: Gut 1000 Lumen soll der SP-F10M auf die Leinwand bannen. Nun scheint dieser Wert für einen Projektor nicht außergewöhnlich, für ein Präsentationsmodell schon gar nicht, doch für einen LED Projektor ist es schon eine kleine Sensation, denn bis vor kurzem hatte man solche Lichtleistungen der Technik in keiner Weise zugetraut. Dass man den Herstellerangaben nicht uneingeschränkt trauen kann, ist nichts neues und unser Test des aktuellen Casio Laser / LED Hybrid Beamers hat gezeigt, wie optimistisch die Herstellerdaten gut 40% über der tatsächlichen Lichtleistung nominell liegen. Auch beim Samsung SP-F10M haben wir daher messtechnisch genau hingesehen und die tatsächliche Lichtleistung ermittelt.
Dies sind für einen LED-Projektor hervorragende Werte, die bei einem Kinogerät als nahezu ideal anzusehen wären, zumal der Projektor durch die Kalibrierung kaum Licht verliert (ein weiterer Vorteil gegenüber UHP-Lampen mit ihrem typischen Rotmangel), doch für einen Präsentationsprojektor ist er damit am unteren Ende der Skala angesiedelt. Immerhin, wenn man die Farbkraft mit in Betracht zieht, so ist er bei bunten Bildinhalten doch heller als so mancher DLP-Projektor, der sich die hohe Lumenzahl in den technischen Daten durch ein Weißsegment im Farbrad erschummelt.
Um den Dynamikumfang zu erhöhen haben die Ingenieure eine adaptive Helligkeitsregelung integriert, die vom Nutzer unter dem Menüpunkt "Optimalkontrast" aktiviert werden kann. Sie dimmt die LEDs passend zum Bildinhalt und erhöht so den On / Off Kontrast auf ca. 2500:1. Lobend wollen wir an dieser Stelle erwähnen, dass sich der Hersteller nicht dazu hinreißen ließ, bei einem vollschwarzen Bild die LEDs einfach abzuschalten, um so einen Marketingwert von beliebiger Höhe (1,000,000:1 o.ä.) angeben zu können. Dennoch ist die adaptive Regelung leider alles andere als optimal, denn hier rächt sich der Einsatz dreier Schaltnetzteile für die LED-Stromerzeugung: Es fehlt die schnelle Schaltplatine zur Lichtsteuerung per Pulsweitenmodulation und so hinkt das LED-Dimmen dem Bild immer zeitlich hinterher, wie bei einer langsamen mechanischen Blende, wie sie in vielen UHP-basierenden Projektoren verbaut ist. Dies führt unweigerlich zu störendem Bildpumpen.
Befriedigend fällt die Helligkeitsverteilung (Gamma) des Projektors aus: Das Preset "Film" führt in Anbetracht des nativen Kontrastes zu einem steilen Gamma von 2,51, bei dem dunkle Bildinhalte leicht verschluckt werden. Durch nachträgliche Optimierungen kann man den Gammaanstieg aber auf eine flachere 2,3 Kurve trimmen (siehe Diagramm oben), was näher an der Videonorm (2,2) liegt und für eine etwas bessere Durchzeichnung sorgt.
Ebenfalls interessant war die Untersuchung der Bildschärfe und Konvergenz. Da sich die schmalbandigen Spektralfarben der LED-Lichtquellen anders an den optischen Linsen brechen, hatten die ersten LED-Projektoren deutlich sichtbare Farbsäume, auch unter dem Fachbegriff "Chromatic Abberation" bekannt. Nicht so der Samsung SP-F10M: Hier hat man sich die 3LCD-Technik zu Nutze gemacht, um die unterschiedlichen Brechungswinkel bei der Werksjustage der LCDs zu berücksichtigen, so dass der Projektor für einen LCD-Beamer eine erfreulich geringe Farbverschiebung aufweist, die definitiv nicht stärker ausfällt, als bei UHP-Lampen basierenden Modellen.
Unser technischer Überblick und die bildtechnischen Messergebnisse zeigen auf, wozu die LED-Technologie in der Lage ist. Mit dem SP-F10M beweist Samsung, dass es schon jetzt möglich ist, einen lichtstarken und nahezu "endlos" haltbaren, kompakten LED Beamer zum fairen Preis anzubieten. Das Gerät überzeugt durch einmalig kräftige und zugleich helle Farben, die einen wesentlich größeren Teil der von uns wahrnehmbaren Farbnuancen abdecken, als herkömmliche Lampen-Modelle. Zudem bleibt diese Leuchtkraft über einen wesentlich längeren Zeitraum stabil, denn aufgrund ihrer langen Lebensdauer verlieren LEDs nicht so schnell an Helligkeit. Wenn ein LED Projektor anfängt, merklich zu "dimmen", ist eine vergleichbare UHP-Lampe schon längst an ihrem Lebensende und muss (teuer) ersetzt werden.
Wir loben den Hersteller noch einmal ausdrücklich, dass er den Beweis als einer der ersten erbracht hat, dass ein 3LCD / 3LED Beamer keine Utopie sein muss.
- Nur XGA-Auflösung
24.Juli, 2010
Weitere Informationen, sowie persönliche Vorführungen zum Samsung SP-F10M
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